现代分子生物学第一章绪论(二学时)文件材料.pptVIP

* * 现代分子生物学Modern Molecular Biology  Welcome Each of You to My Molecular Biology Class！ ----Chen Qi-long （三）当代科学技发展有2种形式：一是突破，二是融合。突破是线性的，即从研究开发新一代科技成果取代原有一代的科技成果。融合是非线性的，即混合原有不同领域科技，进而发展新产品，造成革命性市场，它们是互补和合作的结果。（四）基因工程技术既是突破，也是融合，既是科学，也是技术。它们是分子生物学，生物化学，遗传学、细胞生物学和组织学等相关 学科科学技术突破和融合的结果。 第二节 分子生物学在生命科学中的研究 一．分子生物学的定义 分子生物学的诞生可以与细胞的发现，进化论的奠定媲美，它是20世纪自然科学伟大成就之一。经典观念认为，狭义的分子生物学是指分子遗传学，广义的包括分子遗传、细胞膜结构、代谢的调节机制，蛋白质与核酸结构分析与功能测定，生物大分子人工合成，遗传物质的重组等。 二、分子生物学与其它学科的交叉 生命过程是一个多层次、连续的整合过程。基因和分子研究是认识生命过程的深入层次，这个层次的研究结果对于基因后生命现象如生理表现，病理表现，病生理表现，具有重要意义。 生命科学中一些最重要的课题需要分子生物学渗入，如细胞生长、分化、衰老，凋亡，个体发育和神经活动等研究。分子生物学与这些研究活动结合在一起，形成新的生长点和新的边缘学科，较为突出的者有： （一）分子细胞生物学 细胞是一切生命活动结构和功能的基本单位。因此细胞生物学的研究应是全方位的： 一、基因与基因产物如何控制细胞的重要生命活动，如生长、分化、衰老等，在此涉及与信号传递的关系。 二、基因产物与其他生物分子如何构建与装配成细胞高度组织化的结构如染色体，细胞核、细胞器、生物膜、细胞骨架，并行使其在序的细胞生命活动。通过上述两方面的结合，可把分子生物学和细胞生物学连接起来。 （二）发育分子生物学 受精卵如何发育成结构和功能复杂的个体是未解决的发育生物学重大难题。分子生物学为解决这一难题提供了条件，并产生了发育分子生物学。发育分子生物学要解决的基本问题是基因如何按一定的时空关系选择性地表达而控制细胞的分化和个体发育。发育程序是通过相关基因系统间一系列相互作用而逐次展开的，这是多基因在多层次上的联系和配合所形成的调控结果。基因选择性表达的时间取决于定时的信号和生物学时间的刺激，而其空间控制取决于细胞所处的位置（环境）和细胞间的相互作用，形态发生可能有细胞连接、识别、运动、生长的彼此配合来控制。 （三）分子神经科学 神经科学研究神经系统（主要是脑）的结构和功能，其研究层次包括分子水平、神经网络水平、整体水平和行为水平。分子神经科学为在分子水平研究神经系统的结构和功能，它的研究方向有： 1、神经细胞的分化和神经系统发育的分子机理； 2、神经活动的基本过程（如神经冲动、信息处理、神 经递质和神经回路等）中离子通道，突触通讯，受 体及信号传导的变化和相关基因表达的变化。 3．参入学习、记忆、行为过程的基因及其产物。 4．一系列神经精神性疾病的分子基础，分离和鉴定其相关基 因，为其治疗和预防服务。 2. 载体（“车子”）－基因工程（技术）诞生的第2个技术准备有了切割与缝合（连接酶）基因DNA，还没一个“车子”，将重组DNA送到主细胞中去。从1946年起，Lederberg就研究细菌性因子，即F因子，50～60年代相继发现了R因子（抗药性因子）、COE（大肠杆菌因子）等质粒。直到1973年，Cohen才将质粒作为基因工程载体使用，这是基因工程的第2个技术准备。 3. 1970年， Baltimore和 Temin等同时各自发现了逆转录酶，打破了遗传学的中心法则，使真核基因的制备成为可能。 有了这些理论和技术武装，分子生物学迎来了飞速发展的春天，分子生物学最重要的技术-——基因工程，也于1973年，由 Berg和 Chen两位科学的“助产士”接到了人间。 四、分子生物学研究现状和发展趋势 （一） 分子生物学的研究和发展轨迹基本上遵循两个大方向： 1. 不断把本学科理论和技术引向深入。目前及今后相当长时  期内，将在基因研究、基因表达调控研究、结构分子生物  学研究、信号传导等四大